8位MCU设计验证及测试向量故障覆盖率分析

发布时间：2020-06-29 09:47

【摘要】： 随着科学技术发展,嵌入式单片机正发挥着越来越重要的作用,广泛应用在生产、生活及科研领域。从实现数据采集、过程控制、模糊控制等智能系统到人类的日常生活,都离不开单片机。因此,嵌入式单片机设计成为科技工作者所关注的焦点。美国ATMEL公司生产的89系列单片机是和8051兼容的新型单片机。由于内部含有Flash存储器,在产品开发及生产便携式商品和手提式仪器等方面得到广泛应用,是目前取代传统MCS-51系列单片机的主流单片机之一。本文对一款能够兼容89系列单片机指令集的8位MCU(ssh417)进行剖析,针对设计项目对其进行功能验证和测试向量故障覆盖率评估。目前测试技术主要分两个方向:1)集成电路设计阶段考虑到测试需要而插入一些可测试性结构,即基于DFT的测试;2)传统测试方法—不基于DFT的测试。可测试性技术是目前测试技术的发展方向。本文研究的8位MCU设计项目,由于产品性能和工程项目的要求,若采用可测试性设计会增加设计难度、增大芯片面积及增加生产成本。因此本文最终提取工业用测试向量由系统功能验证的测试激励产生,不基于可测性设计。激励生成和覆盖评估是模拟验证中的核心问题,本文对该问题展开研究,目的在于针对MCU设计项目,由Verilog结构化门级网表分析其功能测试向量的故障覆盖率。首先建立基于Verilog-HDL结构化门级网表仿真环境,包括结构化门级网表提取、指令集编译器应用、系统外部逻辑模型建模和建立各种激励。其次,应用Cadence公司的Verilog-XL仿真器对结构化门级网表进行功能验证,并应用Verifault-XL故障仿真器分析该功能测试向量的故障覆盖率。最后,在得到故障覆盖统计文件的基础上,通过分析故障统计文件中“status=undetected”的故障点,改进部分测试程序和适当地增加部分测试功能点,使功能测试向量故障覆盖率提高到92.1%,满足苏州国微工大微电子有限公司开发的8位MCU ssh417设计工程项目要求,该MCU可以进行初次投片与测试。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP368.11
【图文】：

寄存器,特殊功能寄存器,间接寻址

3.2.1 存储器方面普通 89C52 系列单片机的内部 RAM 只有 128 字节（00H~7FH）供用户使用。本款单片机在内部增加了扩展 RAM（EXT_RAM，地址 80H~0FFH），并只能用间接寻址方式访问，即采用 MOV A,@Ri 和 MOV @Ri,A 指令进行访问。访问内部扩展 RAM 时，不影响 P0 口/P2 口/P3.6/P3.7。扩展 RAM 管理及禁止 ALE 输出采用特殊功能寄存器 AUXR 进行控制。特殊功能寄存器 AUXR 的具体情况如图 3-2 所示。

控制寄存器,网表

图3-3 T2CON控制寄存器Fig.3-3 T2CON control register图 3-4 T2MOD 控制寄存器Fig.3-4 T2MOD control register3.3 验证环境的建立此处验证是指针对系统的结构化门级网表进行的功能验证。系统级验证环境由微控制器的结构化门级网表、指令级模拟器、系统外部逻辑模型、测试激励生成器等几部分组成。本文所搭建的验证环境如图 3-5 所示。

【引证文献】